-
Horizontal durchströmter Rundsandfang für Abwasserkläranlagen Die
Erfindung betrifft einen horizontal durchströmten Rundsandfang mit tangentialer
Wasserzuführung, bestehend aus einem Sandabscheideraum, darunterliegendem Sandsammelraum
und einem tangential angeordneten Ablaufkanal für das entsandete Abwasser. Bei Rundsandfängen
dieser Bauweise gehen viele Schwebe- und leichte Sinkstoffe, insbesondere Fäkalien,
mit nach unten, so daß der Sand stark verschmutzt ist und nach dem Herausheben einen
üblen Geruch verbreitet, weil die organischen Stoffe ausfaulen. In dem oberen Teil
des Sandfanges treten nämlich entsprechend dem Abstand von der Sandfangachse an
jeder Stelle andere Strömungsgeschwindigkeiten auf, die keinerlei Gewähr für eine
Trennung der mineralischen und organischen Stoffe bieten.
-
Ein anderer Sandfang runder Bauform, der aber senkrecht durchflossen
wird, besitzt eine Anzahl konzentrischer Ringwände, die oben stufenförmige überfälle
haben und unten verschieden tief in das Sandfangbauwerk tauchen. Dieser Sandfang
erfordert eine sehr große Tiefe und ist infolge der nötigen Einbauten teuer und
bietet wie der horizontal durchströmte Rundsandfang ebensowenig Gewähr für eine
Trennung der mineralischen und organischen Stoffe.
-
Die Erfindung vermeidet die genannten Nachteile bei einem horizontal
durchströmten Rundsandfang mit tangentialer Wasserzuführung, der aus einem Sandabscheideraum,
darunterliegendem Sandsammelraum und einem tangential angeordneten Ablaufkanal für
das entstandete Abwasser besteht, dadurch, daß konzentrisch zu dem - in der Draufsicht
gesehen - ringförmigen Sandabscheideraum eine in sich geschlossene Tauchwand mit
einer Ablauföffnung angeordnet ist, über die der von der Tauchwand umschlossene
Raum über ein Gerinne mit dem Ablaufkanal in Verbindung steht, und dadurch, daß
der unterhalb der Unterkante der Tauchwand mit dem Raum in Verbindung stehende Sandabscheideraum
einen im Bereich der Tauchwand mit steigender Höhe des Wasserspiegels sich derartig
ändernden Durchflußquerschnitt aufweist, daß die im Sandabscheideraum kreisende
Flüssigkeit stets eine Geschwindigkeit besitzt, bei der sich im Abwasser mitgeführter
Sand absetzt.
-
Es ist vorteilhaft, wenn die Breite der Ablauföffnung sich nach oben
vermindert und das Gerinne zum Ablaufkanal durch eine in ihm angeordnete Einlauföffnung
mit dem äußeren Bereich des Sandabscheideraumes verbindbar ist. Dabei soll sich
diese Einlauföffnung in dem Maße nach oben erweitern, wie sich die Ablauföffnung
nach oben verengt. Der Durchflußquerschnitt der Ablauföffnung und der Einlauföffnung
kann mittels Regulierschieber einstellbar sein.
-
Vorteilhaft ist es, zur Umlenkung der Strömung vom Zulaufkanal in
den Sandäbscheideraum Stoßwände und/oder Stoßkörper- anzuordnen. Dabei können die
die Strömung umlenkenden Stoßkörper abwechselnd an der äußeren und inneren Begrenzungsfläche
des Sandabscheideranmes angebracht sein. Gegen die Stoßwände und/oder Stoßkörper
prallt das aus dem Hauptkanal in den Sandfang kommende Wasser, und sie verursachen
gegebenenfalls eine Umlenkung des Zuflusses um 90° oder sogar im spitzen Winkel.
Die Stoßwände und Stoßkörper haben die Wirkung, daß aus der gegen sie prallenden
Flüssigkeit die schweren Sinkstoffe nach unten fallen, daß also die Abscheidewirkung
durch sie wesentlich erhöht wird. Nach der Erfindung wird ferner die Tauchwand im
oberen Teil konisch ausgebildet.
-
Für den Erfindungsgegenstand ist am wichtigsten die Verbreiterung
des Abscheideraumes, weil nur bei einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit des Abwassers
im Abscheideraum die mineralischen Stoffe nach unten sinken, während die organischen
Stoffe in der Masse oben verbleiben und vom Sandfang weg in den Hauptkanal der Kläranlage
gelangen. Soweit Schwebe- und leichte Sinkstoffe in den Sandsammelschacht gelangen,
werden diese durch den durch die tangentiale Ausströmung aus dem Innenraum in den
Ablaufkanal erzeugten, nach oben ziehenden Wirbel, der an der Sohle des Sandsammelschachtes
beginnt, von dort heraufgeholt. Bis zu einer bestimmten Zulaufmenge wird nur die
Öffnung aus dem
Innenraum in den Ablaufkanal, nicht aber der überlauf
aus dem Außenraum in Funktion treten. Die Umlaufgeschwindigkeit im Innenraum ist
mehrmals so groß wie die im Abscheideraum, denn die gesamte entsandete Wassermenge
rotiert in dem gegenüber dem Sandabscheideraum viel engeren Innenraum und muß durch
die Öffnung zum Ablaufkanal abfließen. Diese sehr viel höhere Umlaufgeschwindigkeit
würde bei wachsender Zuflußmenge immer größer werden, und der Wirbel würde aus dem
unteren Teil des Sandsammelschachtes auch den Sand heraufziehen. Deshalb ist die
aus dem Innenraum in den Ablaufkanal führende Öffnung begrenzt, und deshalb läßt
man sie zweckmäßig nach oben kleiner werden. Das Wasser, das vom Innenraum nicht
bewältigt werden kann, fließt dann vom Abscheideraum durch den dort befindlichen
Überlauf in den Ablaufkanal, der sich deshalb nach oben hin erweitert.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Rundsandfanges
nach der Erfindung in zwei Abbildungen dargestellt.
-
Abb. 1 zeigt einen Schnitt nach der Linie 1-I der Abb. 2 und Abb.
2 die Draufsicht auf den Sandfang.
-
Der Rundsandfang besteht aus dem unteren Sandsammelschacht a und dem
oberen Sandabscheideraum b. In diesem Sandabscheideraum ist eine in sich geschlossene
Tauchwand c eingebaut, die bis über den höchsten und unter den tiefsten vorkommenden
Wasserspiegel reicht. Die beiden Wasserspiegel sind durch Pfeile dl und d2 bezeichnet,
wobei d1 den Wasserspiegel bei Q.ax und der Pfeil d2 den bei Q.l" bedeutet. Wenn
der Unterschied der Zulaufmenge zwischen Q",;" und Q"", sehr groß ist, wird man
die Tauchwand c nach oben konisch verjüngen, wie in der Abb. 1 unter cl gestrichelt
angedeutet ist. Ein Druckluftheber e dient zum Ausheben der sich im Sandsammelschacht
a abgesetzten mineralischen Bestandteile.
-
Die Arbeitsweise des Rundsandfanges ist folgende: Aus dem Hauptkanal
f einer Abwasserkläranlage wird das Abwasser durch eine Stoßwand g um 90° gegen
den Sandfang hin umgelenkt, zwei Stoßkörper h1 und h2 bewirken eine weitere starke
Umlenkung des Zulaufstromes, der dann in Pfeilrichtung durch den Sandabscheideraum
b weiterfließt. Solange nicht eine bestimmte Wasserspiegelhöhe überschritten wird,
muß das Wasser in Pfeilrichtung (Abb. 1) unter der Tauchwand c hindurch in den Mittelraum
fließen, wobei sich seine Umlaufgeschwindigkeit erhöht. Nachdem sich bereits im
Sandabscheideraum b, der so bemessen ist, daß eine Umlaufgeschwindigkeit von etwa
30 cm/sec herrscht, die mineralischen Stoffe nach unten abgesetzt haben, fließt
das Abwasser durch die Ablauföffnung l und das Gerinne k in den Ablaufkanal
f' und wird dann der Kläranlage zugeführt.
-
Die Absetzwirkung wird durch die Stoßkörper h1 und h2 in hohem Maße
gefördert. Das Wasser prallt gegen sie, und die schweren Stoffe sinken beim Anprallen
nach unten. Dabei werden auch Schwebe-und leichtere Sinkstoffe mit nach unten geführt,
was den abgesetzten Sand in ähnlicher Weise verunreinigen würde, wie dies bei den
bekannten Rundsand Fängen der Fall ist. Dadurch jedoch, daß der überlauf vom Sandabscheideraum
zum Gerinne k so hoch liegt, daß bei mittlerer Abwassermenge noch kein Wasser überläuft,
wird es gezwungen, durch den von der Tauchwand c umschlossenen Raum m zur Ab-Lauföffnung
i und zum Gerinne k abzufließen. Infolge des gegenüber dem Sandabscheideraum
b viel kleineren Durchmessers des Raumes m und des tangentialen Austrittes aus ihm
wird dem Wasser eine ziemlich hohe Umfangsgeschwindigkeit aufgezwungen, die einen
Sogwirbel verursacht, der unten im Sandsammelschacht beginnt und, wenn er nicht
zu stark ist, nur die Schwebe- und leichteren Sinkatoffe heraufholt und in den Hauptkanal
f befördert. Damit dieser Sogwirbel nicht zu groß wird, wird die den Raum m durchströmende
Wassermenge durch Verengung der Ablauföffnung i nach oben hin beschränkt. Bei größerem
Abwasserzulauf wird also das Wasser nicht mehr allein durch den Raum m, sondern
auch durch die Einlauföffnung i in das Gerinne k abgeleitet.
-
Dieses Gerinne k ist so angeordnet, daß das aus dem Raum
m durch die Ablauföffnung i tangential austretende Abwasser in Richtung
des Gerinnes k in dieses eintritt. Die Einlauföffnung l ist im äußeren Bereich des
Sandabscheideraumes b angebracht. Die Einlauföffnung l wird übrigens etwa in dem
Maße nach oben erweitert, in dem die Ablauföffnung i nach oben kleiner wird.
-
Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Sandfanges liegt, wie aus der
Zeichnung hervorgeht, in seiner Einfachheit. Die Bauform des Sandfanges ist sowohl
hinsichtlich des Durchmessers wie auch der Tiefe viel günstiger als die bisherigen
Rundsandfänge, besonders weil er nicht so tief zu sein braucht. Das Betonbauwerk
ist in einfachster Weise ausführbar und daher verhältnismäßig billig. Die Einbauten
bestehen im wesentlichen aus der Tauchwand c, die zweckmäßig aus Blech hergestellt
wird, und auch die Umlenkungen sowie die Stoßkörper und auch die Überlaufwand können
als Blechkörper und Blechteile in einfacher Weise an die Tauchwand c angeschweißt
werden. Die Hauptsache ist jedoch, daß der erfindungsgemäße Sandfang einen wesentlich
reineren Sand absetzt als alle bisherigen Rundsandfänge, ohne daß es hierzu wie
bisher besonderer Einrichtungen zur Sandwaschung bedarf.